基于業務的配電光纖網規劃管理思路探討

深圳供電局有限公司 徐 瓊

本文主要探討了以業務為切入點的配電網光纖通信網規劃及管理工作。分析了隨著光纖項目的建設，逐漸上線的各種業務應用情況。提出了以業務為導向的配電網光纖通信網現行的管理方法和完善手段以及增量配電網光纖通信網的規劃建設工作。通過規范業務分類逐漸規范其所在網絡的對應層級；通過規范業務安全分區規范其對應的故障處理等級。通過對增量業務的需求統計規范增量配電網光纖通信網的規劃建設工作，并在網絡管理和硬件改善方面提出工作思路，通過這些規范及改善工作使配電網光纖通信網穩固可靠高利用率達到其建設初衷。

1 電力光纖通信網組成

電力光纖通信網是配電通信網的一部分。配電通信網是指覆蓋10kV/20kV 配電房、開關房、柱上開關、環網柜等配電網節點的通信網絡，主要承載的業務包括配電自動化（含一遙、二遙、三遙）、計量自動化（包括配變監測、負控、低壓集抄），線路差動保護等并能滿足智能配電領域業務發展需求，相應承載如智能配電房等配電網類業務[1]。

配電自動化是以配電一次網架及設備為基礎，綜合運用計算機技術、信息以及通信等技術實現對配電網的監測與控制，以保障配電網的安全、可靠、優質、經濟、高效運行。計量自動化主要用來實現變電站、電廠、專變大客戶、配變、低壓客戶供用電數據采集與管理的一體化應用，在功能上實現負荷管理與負荷控制、廠站電能量數據自動采集、配電監測、低壓抄表、防竊電、預付費、“四分”線損統計和需求側管理等于一體的業務管理，能夠對數據進行自動統計、考核結算、報表打印以及信息發布。配電通信網由電力通信專網、公網通信（含公用通信運營商提供的公網通信資源和其他專網提供的通信資源等）共同組成，主要包括電力光纖通信網、無線專網、無線公網等方式[2]。本文主要討論的是配網電力光纖通信網。

配網電力光纖通信網組網采用工業以太網交換機組網技術，將整個網絡分為三層：核心骨干層、匯聚層、接入層組網。核心層和匯聚層是由P、PE設備組成的MPLS VPN 的骨干網絡，接入層是由PE 設備組成的用戶網絡：核心骨干層。兩個核心層節點之間采用半網狀或環狀互連，組成一個可靠的配網核心層。骨干交換機之間至少形成一個閉合物理回路，保證網絡的可靠性；匯聚層。每個變電站配置一臺匯聚交換機，匯聚交換機作為所有業務的網關站點。

接入層。一臺匯聚交換機下接入多個接入層子環，所有接入交換機都各自成環，從一個匯聚節點出發，環中最后一個接入交換機接回到同一匯聚交換機。通常一個匯聚節點下可以接多個接入層子環，一個接入層子環可以接多臺交換機，一個交換機下掛接多個不同類型業務。組網方式如圖1所示，圖中紅色圓柱體為第一平面設備及核心交換機，核心交換機互聯形成環網設備；紅色正方體為第二平面設備通過核心交換機形成環網；紅色扁平狀為第三層設備為末端組網設備。通常業務側設備掛接在第三層接入層交換機上，不允許跨層級掛接。如核心層設備不可以掛接接入層設備，匯聚層設備不可以掛接終端等。

圖1 光纖通信網組網圖

2 配網光纖通信網管理存在的問題

配網光纖通信網絡的建設主要經歷了三個階段：第一階段為配電自動化三遙點改造同步建設工程，第二階段為光纖全覆蓋專項工程（主要為覆蓋配變臺區）和第三階段配網基建及業擴項目光纖同步建設工程。光纖通信網建立之初主要實施的是第一類配電自動化三遙點改造同步建設工程。完成大約1300個配電自動化三遙業務光纖化改造。光纖通信網網絡框架初步建立之后實施的第二類光纖全覆蓋專項工程，對光纖覆蓋的范圍進一步擴大，包含所有的公變臺區及部分行政區的專變臺區。在此期間也在同步實施第三類配基及業擴項目光纖同步建設工程。

在經歷了光纖網絡的大規劃大建設階段后，后期則面臨用起來的問題，逐步將現有業務傳輸方式轉至已建成光纖網。在上述三類工程類型中，第一類工程的業務類型主要是配網自動化也就是三遙業務；第二類工程主要解決了將原來主要為公網傳輸方式的計量自動化業務（包括配變監測、負控、低壓集抄）變為光纖傳輸的方式；第三類工程則兩者都有，為新增臺區及項目光纖同步建設工程。光纖通信網大片區建設完成后部分行政區也將線路差動保護、智能配電房、精準負荷控制等業務上線至光纖通信網。隨著配電通信工作重點由大規模建設逐步轉向精益化管理，配網通信運維管理水平有待提高：

一是跨專業、跨部門的運維管理責任及界面需要進一步明確，同時隨著越來越多業務上線配電光纖通信網，同一子環不同業務混合組網問題也掣肘了同一張光纖網絡的集中管理。

二是應網公司對配電通信精益化運維管理的要求，亟需建立科學、有效的考核體系和評價機制，同步打造和優化滿足精益化管理需求的配網通信運行管控系統等技術支撐平臺，持續提升配電通信網運行管理水平。

三是配網通信網絡安全形勢嚴峻。配電通信網海量設備及業務終端帶來的網絡安全壓力日益劇增，配電通信點多面廣的特點正逐漸成為網絡安全的管理難點，對日趨復雜的網絡安全形勢的響應，和對交換機設備接入端口不正確或協議不匹配等情況引發通信子環廣播風暴導致的大規模業務中斷風險的防范工作刻不容緩[3]。

四是同一子環不同廠家交換機混合組網問題導致子環協議不兼容，從而導致業務數據傳輸數據不穩定問題愈發凸顯。

圖2為變電站一個接入層子環業務應用情況（圖2只做簡單示例說明，只給出了部分點位的業務接入情況），可看出一個子環中既有配網自動化業務、又有計量自動化業務，且各分布在主干點和分支點。有些子環還存在配網自動化、計量自動化、線路差動保護、智能配電房等業務同時存在的情況。對于光纖網絡來說，目前的運維模式是光纖通信網的網絡維護部門實時監控網絡狀態，當某一點位或鏈路出現故障時，為了保障光纖通道的可用率，維護部門需立即啟動故障處理流程。這種業務混合組網會導致故障初期無法判斷受影響業務級別，由于支撐系統受限更是無法判斷影響的業務有哪些，所有業務均按緊急故障要求處理。

圖2 接入層業務情況

3 以業務為導向的光纖通信網管理思路

針對以上問題建議可從存量規范運維、增量明確規劃的角度入手，逐步將配網光纖通信網建設成為可觀、可測、可控的智能化網絡。這里需先明確業務的安全等級，根據不同業務系統安全區域的安全防護要求，確定其安全等級和防護水平。生產控制大區的安全等級高于管理信息大區，根據《電力行業信息系統安全等級保護定級工作指導意見》、國能安全[2015]36號文件要求，電力業務主要分為生產控制大區和管理信息大區兩大類業務。其中生產控制大區又分為實時類控制業務（安全I 區）和非實時類非控制業務（安全II 區）。安全I 區系統直接實現對電力一次系統的實時監控，安全II 區只檢測一次系統，無控制功能；管理信息大區主要包含電力生產管理（安全III 區）和電網企業內部管理（安全IV 區）的相關支撐系統。

某公司典型業務應用、安全分區及數據的采集頻次情況如下：配網自動化（三遙）/生產Ⅰ區/實時，計量自動化/生產Ⅱ區/大客戶1次/15分鐘、普通客戶1次/天，智能配電房/管理Ⅲ區/實時，配網差動保護/生產Ⅰ區/實時。

3.1 存量規范運維方面

一是理順配網光纖通信網運維職責分工體系，保障配網光纖通信網絡正常運行。加強跨專業、跨部門間的協同和配合，明確各業務終端光纖通道運維責任，根據項目是否驗收來區分運維責任單位，誰運維誰負責，共同推進各項工作有序落實。

二是要加強配網光纖通信網絡的安全管理。做好分區隔離和閑置端口關閉等工作，持續防范因通信原因導致的邊界失守、系統被控、敏感信息泄漏等網絡安全事件。

三是制定配網光纖通信網事故事件定級，依據業務等級將故障處理等級劃分為緊急、重大、一般。如將實時控制類業務中斷定為緊急故障，將實時控制類業務可靠性降低定義為一般故障。

四是推進配網光纖通信網絡的技術支撐系統建設、改造及應用，持續提升配電通信網運行管理水平。將業務可視功能融入現有技術支撐系統，實現故障處理時的業務可視化。將各個設備的接入地點錄入系統，實現故障位置實時追蹤功能。將業務故障等級固化系統，實現故障處理時限清晰化。

3.2 增量明確規劃方面

一是根據各業務終端接入需求，從纖芯的使用上劃分不同的纖芯使用計劃。目前配網光纖通信網主要承載的是兩大類業務配網自動化和計量自動化。可將光纜一、二芯規劃為承載配網自動化業務，將三、四芯規劃為承載計量自動化業務。在設備的組網上，可根據業務的分類將生產類業務接入主干點，嚴格控制分支點的規劃選點。

二是將運維經驗及業務特點等因素考慮進前期配網光纖類項目可研編制上，定期開展新增業務終端通信通道需求收資，發揮光纖組網的優勢，并通過公網彌補光纖的劣勢“以光纖通信為主、無線公網為輔”的配電通信配置策略，靈活組網。

三是廣泛收集各業務部門及設計單位對配網光纖類項目設計施工的意見和建議。對無法滿足實際建設需求的或設計施工標準不明確、不完整的，尤其是涉及重大安全隱患的問題進行專題討論，修編配網光纖項目設計施工技術標準。

四是修編配網光纖類項目物資技術條件書，根據故障的梳理分析將故障率高的設備剔除，并試驗不同設備廠家混合組網模式下整個子環的數據包傳輸情況，將此條件下數據包的丟包率作為設備招標的必要條件。

4 結語

目前某市已建成并投入使用的配網通信光纜總規模已超過8000公里，在網交換機設備將近20000臺。配電光纖網絡規模不僅在網公司范圍內穩居第一，更已成為某市第二大光纖網絡。推進配電通信規范化精益化及業務側分級管理，不僅是對網公司的工作承接，更是提升配電側通信業務管理水平的機遇。配電光纖通信網的建設初衷是為業務服務，而業務是為生產服務。

在第三屆職工代表大會第四次會議暨2021年工作會議上，南方電網公司進一步強調“2025年基本建成具有全球競爭力的世界一流企業，到2035年全面建成具有全球競爭力的世界一流企業，成為引領發展、業績卓越、廣受尊敬的數字電網運營商、能源產業價值鏈整合商、能源生態系統服務商”的總體發展要求。助力公司達到這一發展目標，建設及管理好配電光纖通信網工作刻不容緩。